Témata
Zdroj: NASA

Stroje v pohybu - Let kolem Měsíce

Právě začíná další významná etapa výzkumu vesmíru. Z kosmodromu NASA v Kennedyho vesmírném středisku na Floridě odstartuje raketa SLS s vesmírnou lodí Orion k letu Artemis 1. Půjde o let bez posádky. Během třítýdenní mise se loď Orion dostane na oběžnou dráhu kolem Měsíce a vrátí se zpět na Zemi.

Tento článek je součástí seriálu:
Stroje v pohybu
Díly
Ivan Heisler

V redakci časopisu MM Průmyslové spektrum zastává pozici odborného redaktora. Vystudoval obor Stavební údržba a rekonstrukce tratí na Vysoké škole dopravy a spojů v Žilině. Po ukončení studia pracoval jako projektant ve Státním ústavu dopravního projektování, poté jako redaktor odborných publikací pro uživatele osobních počítačů a jako šéfredaktor časopisu Počítač pro každého. Do MM Průmyslového spektra nastoupil v roce 2021.

Reklama

Artemis je ambiciózní projekt, jehož cílem je vybudovat vědeckou základnu pro pobyt lidí na Měsíci, a připravit tak základy pro cestu člověka na Mars. Projekt běží od roku 2017 a zatím jsou naplánovány tři jeho fáze – Artemis 1, 2 a 3.

Toto není fotografie, ale ilustrace. Raketa SLS už sice vypadá takto, ale zatím neopustila montážní budovu. (Zdroj: NASA)

Artemis 1 – test bez posádky

Začátkem příštího roku má odstartovat bezpilotní mise Artemis 1. Ta má za úkol dopravit vesmírnou loď Orion bez posádky k Měsíci (přesněji na oběžnou dráhu kolem Měsíce) a následně zpět na zem. Jde o testovací misi, během níž se vyzkouší správné fungování všech systémů, aby mohl být v další fázi projektu bezpečně uskutečněn stejný let s posádkou. Jeden z testů má například ověřit schopnost návratu lodi Orion do zemské atmosféry při rekordní rychlosti 11 km.s-1. Při tomto manévru se očekává zahřátí tepelného štítu lodi na teplotu 2 760 °C.

Druhý stupeň rakety zajistí lodi Orion potřebné zrychlení, aby se mohla vydat k Měsíci. (Zdroj: NASA)

Příští mise – Artemis 2 a 3

Mise Artemis 2 je naplánována na rok 2022 a půjde o stejný let, tedy let okolo Měsíce a zpět, ale s tím rozdílem, že na palubě lodi Orion bude lidská posádka. Cílem mise s číslem 3, jež by se měla uskutečnit v roce 2024, je přistání kosmonautů na Měsíci. Vzhledem k tomu, že už první mise (Artemis 1) má oproti původním plánům zpoždění, lze očekávat i posunutí termínů dalších misí. Přistáním lidí na Měsíci však plány agentury NASA nekončí. Na Měsíci (v oblasti jeho jižního pólu) by měla být v rámci pokračování projektu Artemis vybudována základna pro dlouhodobý pobyt lidí. Jde o další postupný krok v dobývání vesmíru – příštím cílem je let člověka na Mars.

Jeřáby 20. října usadily loď Orion na vrchol nosné rakety SLS. (Zdroj: NASA)

Artemis
V řecké mytologii je Artemis bohyní lovu a Měsíce, a byla dvojčetem boha Apollona. Proto bylo její jméno zvoleno pro projekt, který má po více než 50 letech dopravit člověka na Měsíc. Dosud posledními lidmi, kteří přistáli na povrchu Měsíce, byli dva členové posádky letu Apollo 17 v prosinci roku 1972. Zatímco posádka letu Apollo 17 strávila na povrchu Měsíce tři dny, úkolem projektu Artemis je vybudovat na Měsíci základnu, kde budou lidé moci žít po dobu několika týdnů, a možná i déle.

Raketa SLS

Ve své první konfiguraci, nazvané Block 1, má raketa SLS (Space Launch System) tyto hlavní parametry: je (včetně lodi Orion) vysoká 98 m a na oběžnou dráhu kolem Měsíce dokáže dopravit náklad o hmotnosti 27 tun. Hlavní pohon tohoto nosiče zajišťují čtyři raketové motory typu RS-25, tedy stejné motory, jakými byly od začátku 80. let vybaveny raketoplány. Tyto motory spalují kapalný vodík a kyslík (v poměru 6 : 1). Nádrže pro palivo tvoří výplň tubusu prvního stupně rakety. Po jeho stranách jsou ještě dva pomocné raketové motory s pevným palivem (SRB – Solid Rocket Boosters), které během startu dodají raketě 75 % tahu. Pracovat budou po dobu prvních dvou minut letu a pak se od rakety oddělí. Maximální tah všech motorů dohromady je 39,1 MN a této hodnoty bude dosaženo asi 90 sekund po startu. Hodnota maximálního tahu je o něco vyšší než tah, jaký dokázaly vyvinout motory mohutnější rakety Saturn 5, která v letech 1967–1973 sloužila v programech Apollo a Skylab. Proto lze říci, že SLS je silnější, než byla raketa Saturn 5. Pro srovnání – raketa SLS dokáže na Měsíc dopravit těžší náklad, než jaký dopravovaly raketoplány na oběžnou dráhu.

Sestavování Solid Rocket Boosters – pomocných raketových motorů na pevné palivo – v montážní budově. (Zdroj: NASA)

Po dosažení oběžné dráhy se oddělí největší část rakety – její první stupeň. Druhý stupeň rakety je tvořen kryogenním raketovým motorem, jehož úkolem je během 20minutového zážehu na oběžné dráze Země zrychlit loď na potřebnou rychlost (téměř 3 000 m.s-1), aby oběžnou dráhu opustila a vydala se na cestu k Měsíci. Poté se i druhý stupeň od lodi odpojí.

Na vrcholu lodi Orion je umístěn záchranný systém LAS. (Zdroj: NASA)

Raketa je kompletně sestavená

Celá raketa je z jednotlivých částí sestavována přímo na startovní rampě, umístěné v montážní budově. Poslední část – loď Orion, byla pomocí jeřábů připevněna na vrcholek nosiče 20. října.

Start nosiče SLS s lodí Orion na misi Artemis 1. (Zdroj: NASA)

Vesmírná loď Orion

Loď Orion se skládá ze dvou hlavních částí, a to z kuželovité kabiny pro posádku a ze servisního modulu. Toto technické zázemí dodává elektrickou energii (tu si loď sama nevyrábí, ale získává ji prostřednictvím solárních panelů, jež se rozvinou na oběžné dráze Země ve výšce přibližně 500 km), a v případě letu s posádkou také kyslík. Součástí servisního modulu je také menší raketový motor, který loď využije pro zpáteční cestu. Servisní modul bude odpojen až na konci zpáteční cesty, těsně před vstupem do zemské atmosféry.

Sekundární náklad – 10 malých satelitů
Po odpojení druhého stupně z něj bude do kosmického prostoru vypuštěno 10 malých satelitů (tzv. cubesats), jež tvoří sekundární náklad rakety. Tato zařízení o velikosti menšího kufříku a hmotnosti do 14 kg byla navržena a dodána různými vědeckými institucemi a univerzitami, ve vesmíru budou provádět další výzkumy nezávisle na projektu Artemis.

Bezpečnost posádky především

Špičku celé sestavy tvoří zařízení nazvané LAS (Launch Abort System). Toto zařízení má za úkol v případě havárie těsně před startem nebo v počáteční fázi letu zachránit životy posádky. Trojice raketových motorů v případě potřeby oddělí kabinu s posádkou od zbytku rakety, dopraví ji do bezpečné vzdálenosti a zajistí přistání na moři. LAS je potřeba jen při startu – půjde-li všechno podle plánu, po dosažení bezpečné výšky (krátce před oddělením prvního stupně rakety) bude toto zařízení odhozeno.

Takto by podle představ inženýrů z agentury NASA mohla vypadat základna na Měsíci na konci 20. let tohoto století. (Zdroj: NASA)

Daleká cesta

Dnes astronauti běžně létají na Mezinárodní kosmickou stanici (ISS), Měsíc je však od Země tisíckrát vzdálenější než ISS (střední vzdálenost Měsíce od Země je 384 400 km, zatímco ISS se pohybuje ve výšce asi 400 km), a tak dopravit loď s lidskou posádkou na Měsíc a zpět představuje těžší úkol a vyžaduje to nasazení mimořádných technických prostředků. Další ohlášený cíl – Mars, je však ještě mnohem dál. Jeho vzdálenost od Země se pohybuje v rozmezí od 56 do 400 milionů km, takže na Mars je to přibližně 150× až 1000× dál než na Měsíc.

Osmiminutová animace s komentářem vás provede celým plánovaným letem mise Artemis 1. (Zdroj: NASA)
Související články
Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Czech Space Week 2018

Suchý zip, aku nářadí, družicové navigační systémy. To jsou ty nejznámější příklady využití kosmických technologií v běžném životě. Jak kosmické technologie ovlivňují a do budoucna ještě mohou ovlivňovat běžný život každého z nás, ukázal Czech Space Week, týden plný akcí pro odbornou a širokou veřejnost, který se konal v Praze a v Brně ve druhém listopadovém týdnu.

Dron jako nový fenomén

V seriálu o perspektivních technologiích zaujímají důležité místo také bezpilotní letadla. K anglickému pojmenování drone se český překlad trubec (včelí samec) neujal a jiný ekvivalent zatím nemáme. Tak říkáme česky dron, i když to počítač podškrtává červeně. Co však záleží na jménu! Rozhodující jsou možnosti nové techniky.

Související články
Atraktivní projekty - Vojenská základna plná tajemství

V rámci pěstování vztahů s veřejností – public relations – se v Americe nejen soukromé firmy, ale i vládní organizace snaží vycházet zájemcům vstříc a pořádají různé dny otevřených dveří. Tak jsem měl možnost prohlédnout si například Pentagon, ale i vojenskou základnu v Novém Mexiku, kde se testovaly atomové bomby.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
S hvězdicovými motory dobývá svět

Vikýřovice u Šumperka nejsou velká obec, ale přesto jsem firmu Verner Motor chvíli hledal. Žádné billboardy, žádné směrovací tabulky, žádné výrobní haly, žádný hangár. V malé dílně mezi rodinnými domky bych výrobu leteckých motorů nečekal. Nakonec pomohl mobilní telefon a už jsme popíjeli kávu s Pravoslavem Vernerem, mužem, který zasvětil svůj život své veliké lásce – motorům.

Atraktivní projekty: Odsud až ke hvězdám

Světově proslulý architekt Norman Foster navrhl kosmické nádraží pro privátní lety do vesmíru. Společnost Virgin Galactic, která tyto výlety připravuje, vybrala po dlouhém váhání prostor u Las Cruces v americkém státě Nové Mexiko. Kosmodrom dostal jméno Spaceport America, už se začal stavět a do provozu má být uveden v příštím roce.

Matrjoška zahnala strach kosmonautů z radiace

Ústav SNIIP, jeden z podniků strojírenské skupiny Atomenergomaš (dceřiné společnosti ruské korporace pro atomovou energii Rosatom), vyrobil kulovitý měřicí přístroj, který je chemickým složením shodný s lidským tělem a který získal od kosmonautů přezdívku Matrjoška. Deset let měřil, jak velkou dávku radiace z kosmického záření dostávají konkrétní orgány kosmonautů na Mezinárodní vesmírné stanici, a přinesl překvapivé výsledky. Tento experiment má význam nejen pro kosmonauty na této stanici, ale i pro posádku budoucích letů na Mars a k vnějším planetám Sluneční soustavy.

Atraktivní projekty: Google chce létat

Internetový gigant Google není už dávno jen vyhledávač. Připravuje nové atraktivní projekty, a proto rozšiřuje svůj investiční záběr.

Atraktivní projekty: Jen vítr to ví…

Zkrotit vítr a využít jej ve svůj prospěch toužil člověk už od úsvitu dějin. Dodnes jsou známé větrné mlýny na starověké Krétě nebo ve středověkém Holandsku. I na některých místech Čech a Moravy se v minulosti osvědčily. Moderní doba však proměnila i tuto techniku.

Atraktivní projekty: FEL ČVUT v Praze s USA proti teroru

Velkými výzvami současnosti jsou jednak řízení a koordinování bezpilotních letadel a jednak ochrana lodí před piráty a teroristy. Těmito tématy se kromě jiných zabývají také vědečtí pracovníci, pedagogové a studenti na Elektrotechnické fakultě ČVUT v Praze.

Atraktivní projekty: Jak budeme létat?

Otázka je aktuální: jak při zvyšující se letecké přepravě snižovat emise oxidu uhličitého a tím chránit klima? A k ní se přiřazují další: jaké dopady má rostoucí mobilita na kapacitu letišť a výkonnost letištní infrastruktury? Tyto i jiné otazníky můžeme shrnout do jediného: jak má vypadat letadlo budoucnosti?

Atraktivní projekty: Roboty jako mouchy

Ze všech létajících tvorů na Zemi nás nejvíc fascinuje hmyz. Může se vznášet, snadno pohybovat v libovolném směru a umí se vyhnout šíleně rychle letící plácačce. Není divu, že inspiroval skupinu vědců a inženýrů postavit nejmenší a nejvíce agilní létající roboty.

Atraktivní projekty: Zajímavé experimenty NASA

Na výstavě EXPO, kterou u příležitosti 15-ti let svého trvání uspořádala začátkem letošního roku Akademie aeronautických modelů v jihokalifornském městě Ontario, prezentovala NASA model kosmického kluzáku.

Kompozitní materiály mění svět

Výzkum materiálů nabírá na obrátkách a přináší stále nové a nové poznatky v mnoha oblastech. Dalo by se říci, že se vydáváme cestou hledání nového paradigmatu.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit